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.. _py_pi5_guess_num:

3.1.12 GIOCO – Indovina il Numero
=====================================

Introduzione
------------------

"Indovina il Numero" è un gioco divertente da fare in gruppo: i giocatori 
inseriscono a turno un numero (da 0 a 99). Ad ogni tentativo, l’intervallo 
di ricerca si riduce fino a quando qualcuno indovina il numero giusto. Il 
giocatore che indovina perde e viene "punito". Per esempio, se il numero 
misterioso è 51, ma i giocatori non lo sanno, e il giocatore ① inserisce 50, 
il messaggio mostrerà l’intervallo aggiornato a 50~99; se il giocatore ② 
inserisce 70, l’intervallo diventa 50~70; se il giocatore ③ inserisce 51, 
è lui a perdere. In questo progetto, useremo un tastierino per inserire i 
numeri e un LCD per mostrare i risultati.

Componenti Necessari
------------------------------

In questo progetto, ci servono i seguenti componenti.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.17_game_guess_number_list.png
    :width: 800
    :align: center

.. È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link: 

.. .. list-table::
..     :widths: 20 20 20
..     :header-rows: 1

..     *   - Nome	
..         - ARTICOLI NEL KIT
..         - LINK
..     *   - Raphael Kit
..         - 337
..         - |link_Raphael_kit|

.. Puoi anche acquistarli singolarmente dai link sottostanti.

.. .. list-table::
..     :widths: 30 20
..     :header-rows: 1

..     *   - INTRODUZIONE AI COMPONENTI
..         - LINK ACQUISTO

..     *   - :ref:`gpio_extension_board`
..         - |link_gpio_board_buy|
..     *   - :ref:`breadboard`
..         - |link_breadboard_buy|
..     *   - :ref:`wires`
..         - |link_wires_buy|
..     *   - :ref:`resistor`
..         - |link_resistor_buy|
..     *   - :ref:`keypad`
..         - \-
..     *   - :ref:`i2c_lcd1602`
..         - |link_i2clcd1602_buy|


Schema del Circuito
------------------------

============ ======== ======== =======
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO18       Pin 12   1        18
GPIO23       Pin 16   4        23
GPIO24       Pin 18   5        24
GPIO25       Pin 22   6        25
SPIMOSI      Pin 19   12       10
GPIO22       Pin 15   3        22
GPIO27       Pin 13   2        27
GPIO17       Pin 11   0        17
SDA1         Pin 3    SDA1(8)  SDA1(2)
SCL1         Pin 5    SCL1(9)  SDA1(3)
============ ======== ======== =======

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.17_game_guess_number_schematic.png
   :align: center

Procedure Sperimentali
-----------------------------

**Passo 1:** Monta il circuito.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.17_game_guess_number_circuit.png

**Passo 2**: Configura l’I2C (vedi :ref:`i2c_config`).

**Passo 3**: Cambia directory.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

**Passo 4**: Avvia il programma.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo python3 3.1.12_GAME_GuessNumber.py

Dopo l'avvio del programma, sull'LCD comparirà la schermata iniziale:

.. code-block:: 

   Welcome!
   Press A to go!

Premi 'A' per iniziare il gioco e apparirà la schermata di gioco sul LCD.

.. code-block:: 

   Enter number:
   0 ‹point‹ 99

Quando il gioco inizia, viene generato un numero casuale “\ **point**\ ”, ma 
non viene mostrato sull'LCD. Il tuo compito è indovinare questo numero. Il 
numero che inserisci appare alla fine della prima riga fino a quando il 
confronto non viene effettuato. (Premi 'D' per avviare il confronto; se il 
numero inserito è maggiore di **10**, il confronto avverrà automaticamente.)

L'intervallo del numero “point” è mostrato sulla seconda riga. Devi inserire il 
numero entro questo intervallo. Ogni tentativo riduce l'intervallo; se indovini 
il numero, comparirà “You've got it!”

.. note::

    * Se ricevi l'errore ``FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1'``, consulta la sezione :ref:`i2c_config` per abilitare l’I2C.
    * Se ricevi l'errore ``ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2'``, esegui il comando ``sudo pip3 install smbus2``.
    * Se appare l'errore ``OSError: [Errno 121] Remote I/O error``, significa che il modulo è cablato male o difettoso.
    * Se il codice e i collegamenti sono corretti ma l'LCD non visualizza contenuti, regola il contrasto con il potenziometro sul retro.

.. warning::

    Se appare il messaggio di errore ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc` 

**Codice**

.. note::
    Puoi **Modificare/Resettare/Copiare/Eseguire/Fermare** il codice qui sotto. Prima di fare ciò, però, è necessario accedere al percorso del codice sorgente come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5``. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l'effetto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

   #!/usr/bin/env python3

   from gpiozero import DigitalOutputDevice, Button
   from time import sleep
   import LCD1602
   import random

   class Keypad:
      def __init__(self, rows_pins, cols_pins, keys):
         """
         Initialize the keypad with specified row and column pins and key layout.
         :param rows_pins: List of GPIO pins for the rows.
         :param cols_pins: List of GPIO pins for the columns.
         :param keys: Layout of keys on the keypad.
         """
         self.rows = [DigitalOutputDevice(pin) for pin in rows_pins]  # Configura i pin delle righe
         self.cols = [Button(pin, pull_up=False) for pin in cols_pins]  # Configura i pin delle colonne
         self.keys = keys  # Definisci il layout del tastierino

      def read(self):
         """
         Read and return the currently pressed keys.
         :return: List of pressed keys.
         """
         pressed_keys = []
         for i, row in enumerate(self.rows):
               row.on()  # Attiva la riga corrente
               for j, col in enumerate(self.cols):
                  if col.is_pressed:
                     index = i * len(self.cols) + j
                     pressed_keys.append(self.keys[index])  # Aggiungi il tasto premuto
               row.off()  # Disattiva la riga
         return pressed_keys

   # Variabili relative al gioco
   count = 0
   pointValue = 0
   upper = 99
   lower = 0

   def setup():
      """
      Setup function for initializing the keypad and LCD display.
      """
      global keypad, last_key_pressed, keys
      rowsPins = [18, 23, 24, 25]
      colsPins = [10, 22, 27, 17]
      keys = ["1", "2", "3", "A",
               "4", "5", "6", "B",
               "7", "8", "9", "C",
               "*", "0", "#", "D"]
      keypad = Keypad(rowsPins, colsPins, keys)
      last_key_pressed = []
      LCD1602.init(0x27, 1)  # Inizializza LCD
      LCD1602.clear()
      LCD1602.write(0, 0, 'Welcome!')
      LCD1602.write(0, 1, 'Press A to Start!')

   def init_new_value():
      """
      Initialize a new target value and reset game parameters.
      """
      global pointValue, upper, lower, count
      pointValue = random.randint(0, 99)
      upper = 99
      lower = 0
      count = 0
      print('point is %d' % pointValue)

   def detect_point():
      """
      Check if the guessed number is the target, too high, or too low.
      :return: 1 if correct guess, 0 otherwise.
      """
      global count, upper, lower
      if count > pointValue and count < upper:
         upper = count
      elif count < pointValue and count > lower:
         lower = count
      elif count == pointValue:
         count = 0
         return 1
      count = 0
      return 0

   def lcd_show_input(result):
      """
      Display the current game state and results on the LCD.
      :param result: Result of the last guess (0 or 1).
      """
      LCD1602.clear()
      if result == 1:
         LCD1602.write(0, 1, 'You have got it!')
         sleep(5)
         init_new_value()
         lcd_show_input(0)
      else:
         LCD1602.write(0, 0, 'Enter number:')
         LCD1602.write(13, 0, str(count))
         LCD1602.write(0, 1, str(lower))
         LCD1602.write(3, 1, ' < Point < ')
         LCD1602.write(13, 1, str(upper))

   def loop():
      """
      Main game loop for handling keypad input and updating game state.
      """
      global keypad, last_key_pressed, count
      while True:
         result = 0
         pressed_keys = keypad.read()
         if pressed_keys and pressed_keys != last_key_pressed:
               if pressed_keys == ["A"]:
                  init_new_value()
                  lcd_show_input(0)
               elif pressed_keys == ["D"]:
                  result = detect_point()
                  lcd_show_input(result)
               elif pressed_keys[0] in keys:
                  if pressed_keys[0] in ["A", "B", "C", "D", "#", "*"]:
                     continue
                  count = count * 10 + int(pressed_keys[0])
                  if count >= 10:
                     result = detect_point()
                  lcd_show_input(result)
               print(pressed_keys)
         last_key_pressed = pressed_keys
         sleep(0.1)

   try:
      setup()
      loop()
   except KeyboardInterrupt:
      LCD1602.clear()  # Pulisci l'LCD in caso di interruzione




**Spiegazione del Codice**

#. Questa sezione importa le classi essenziali dalla libreria GPIO Zero per gestire dispositivi di output digitale e pulsanti. Include anche la funzione sleep dal modulo time per introdurre ritardi nello script. La libreria LCD1602 è importata per gestire il display LCD, utile per mostrare testi o dati di output. Inoltre, viene importata la libreria random, utile per generare numeri casuali, vantaggiosa per vari aspetti del progetto.

   .. code-block:: python

      #!/usr/bin/env python3

      from gpiozero import DigitalOutputDevice, Button
      from time import sleep
      import LCD1602
      import random

#. Definisce una classe per il tastierino, inizializzandolo con i pin di riga e colonna e definendo un metodo per leggere i tasti premuti.

   .. code-block:: python

      class Keypad:
         def __init__(self, rows_pins, cols_pins, keys):
            """
            Initialize the keypad with specified row and column pins and key layout.
            :param rows_pins: List of GPIO pins for the rows.
            :param cols_pins: List of GPIO pins for the columns.
            :param keys: Layout of keys on the keypad.
            """
            self.rows = [DigitalOutputDevice(pin) for pin in rows_pins]  # Configura i pin delle righe
            self.cols = [Button(pin, pull_up=False) for pin in cols_pins]  # Configura i pin delle colonne
            self.keys = keys  # Definisce il layout del tastierino

         def read(self):
            """
            Read and return the currently pressed keys.
            :return: List of pressed keys.
            """
            pressed_keys = []
            for i, row in enumerate(self.rows):
                  row.on()  # Attiva la riga corrente
                  for j, col in enumerate(self.cols):
                     if col.is_pressed:
                        index = i * len(self.cols) + j
                        pressed_keys.append(self.keys[index])  # Aggiungi il tasto premuto
                  row.off()  # Disattiva la riga
            return pressed_keys

#. Inizializza una variabile ``count`` a zero, usata potenzialmente per tracciare i tentativi o valori specifici nel gioco. Configura il tastierino e il display LCD con un messaggio di benvenuto e le istruzioni. Inizializza la variabile ``pointValue`` a zero, probabilmente rappresentante un valore o un punteggio obiettivo. Definisce un limite ``upper`` per il gioco, inizialmente impostato a 99, che potrebbe essere il massimo in un gioco di indovinare i numeri. Imposta il limite ``lower`` a zero, probabilmente utilizzato come limite minimo nel gioco.

   .. code-block:: python

      # Variabili di gioco
      count = 0
      pointValue = 0
      upper = 99
      lower = 0

#. Configura il tastierino e il display LCD, mostrando un messaggio di benvenuto e le istruzioni.

   .. code-block:: python

      def setup():
         """
         Setup function for initializing the keypad and LCD display.
         """
         global keypad, last_key_pressed, keys
         rowsPins = [18, 23, 24, 25]
         colsPins = [10, 22, 27, 17]
         keys = ["1", "2", "3", "A",
                  "4", "5", "6", "B",
                  "7", "8", "9", "C",
                  "*", "0", "#", "D"]
         keypad = Keypad(rowsPins, colsPins, keys)
         last_key_pressed = []
         LCD1602.init(0x27, 1)  # Inizializza LCD
         LCD1602.clear()
         LCD1602.write(0, 0, 'Welcome!')
         LCD1602.write(0, 1, 'Press A to Start!')

#. Inizializza un nuovo valore target per il gioco e reimposta i parametri di gioco.

   .. code-block:: python

      def init_new_value():
         """
         Initialize a new target value and reset game parameters.
         """
         global pointValue, upper, lower, count
         pointValue = random.randint(0, 99)
         upper = 99
         lower = 0
         count = 0
         print('point is %d' % pointValue)

#. Controlla se il numero indovinato corrisponde al target e aggiorna di conseguenza l'intervallo di tentativi.

   .. code-block:: python

      def detect_point():
         """
         Check if the guessed number is the target, too high, or too low.
         :return: 1 if correct guess, 0 otherwise.
         """
         global count, upper, lower
         if count > pointValue and count < upper:
            upper = count
         elif count < pointValue and count > lower:
            lower = count
         elif count == pointValue:
            count = 0
            return 1
         count = 0
         return 0

#. Mostra lo stato del gioco sul display LCD, visualizzando il tentativo corrente, l'intervallo e il risultato.

   .. code-block:: python

      def lcd_show_input(result):
         """
         Display the current game state and results on the LCD.
         :param result: Result of the last guess (0 or 1).
         """
         LCD1602.clear()
         if result == 1:
            LCD1602.write(0, 1, 'You have got it!')
            sleep(5)
            init_new_value()
            lcd_show_input(0)
         else:
            LCD1602.write(0, 0, 'Enter number:')
            LCD1602.write(13, 0, str(count))
            LCD1602.write(0, 1, str(lower))
            LCD1602.write(3, 1, ' < Point < ')
            LCD1602.write(13, 1, str(upper))

#. Ciclo principale per gestire l'input del tastierino, aggiornare lo stato del gioco e visualizzare i risultati sul display LCD.

   .. code-block:: python

      def loop():
         """
         Main game loop for handling keypad input and updating game state.
         """
         global keypad, last_key_pressed, count
         while True:
            result = 0
            pressed_keys = keypad.read()
            if pressed_keys and pressed_keys != last_key_pressed:
                  if pressed_keys == ["A"]:
                     init_new_value()
                     lcd_show_input(0)
                  elif pressed_keys == ["D"]:
                     result = detect_point()
                     lcd_show_input(result)
                  elif pressed_keys[0] in keys:
                     if pressed_keys[0] in ["A", "B", "C", "D", "#", "*"]:
                        continue
                     count = count * 10 + int(pressed_keys[0])
                     if count >= 10:
                        result = detect_point()
                     lcd_show_input(result)
                  print(pressed_keys)
            last_key_pressed = pressed_keys
            sleep(0.1)

#. Esegue il setup ed entra nel ciclo principale del gioco, permettendo un'uscita pulita utilizzando un'interruzione della tastiera.

   .. code-block:: python

      try:
         setup()
         loop()
      except KeyboardInterrupt:
         LCD1602.clear()  # Pulisci LCD in caso di interruzione